شورای تأسیسات علوم و فناوری بریتانیا (STFC) یک مطالعه مفهومی را در مورد کاربرد استفاده از آمونیاک به عنوان سوخت هوایی سوخت بدون کربن انجام داده است. این شورا با همکاری تیم فن آوری مبدل حرارتی Reaction Engines با استفاده از کاتالیزورهای پیشرفته STFC ، در تلاشند که یک سیستم پیشرانه پایدار با میزان دفع مایعات کم برای هواپیماهای آینده تولید کنند. در ادامه با نبض دیجیتال همراه باشید.
موتورهای جت مدرن از انواع مختلفی از سوخت های مبتنی بر نفت سفید استفاده می کنند که دارای چگالی انرژی بسیار بالایی بوده و می توانند سرعت هواپیماها را به فراتر از سرعت صوت رسانده و مسافران و محموله ها را در سراسر جهان حمل کنند. متأسفانه چنین سوخت هایی از سوخت های فسیلی به دست می آیند و میزان انتشار دی اکسید کربن قابل توجهی دارند که صنعت هواپیمایی و بسیاری از دولت ها متعهد شده اند تا سال 2050 کاهش چشمگیری در مصرف آن داشته باشند.
یکی از راه های دستیابی به این کاهش ها ، نگاهی به گزینه های دیگر برای سوخت هواپیماهاست. مشکل اینجاست که اکثر این گزینه ها چگالی انرژی بسیار کمتری نسبت به سوختهای هواپیمایی استاندارد دارند و از سایر اشکالات نیز رنج می برند. به عنوان مثال ، فناوری باتری امروزی نیاز دارد که هواپیماهای آینده بسیار کوچک ، برد کوتاه و با ظرفیت بارگیری کمی باشند. در همین حال ، هیدروژن مایع می تواند یک جایگزین مناسب باشد اما باید بخش اعظمی از آن حمل شود ، بنابراین هواپیماها باید دوباره طراحی شوند و زیرساخت های جدیدی آماده گردد.
ایده استفاده از آمونیاک به عنوان سوخت هواپیمایی بدون کربن ایده جدیدی نیست. اگرچه این ماده تنها یک سوم از چگالی انرژی دیزل را در خود جای داده است اما تبدیل آن به مایع و ذخیره سازی آن نسبتاً آسان است. این ماده فاقد کربن در دهه 1950 و 1960 توسط موشک معروف X-15 مورد استفاده قرار گرفته بود.
مشکل اصلی پیدا کردن روشی مناسب برای استفاده اقتصادی از آمونیاک در حمل و نقل هوایی است. برای حل این مشکل ، Reaction Engines یک سیستم پیشرانه جدید بر اساس فناوری مبدل حرارتی موتور هیبریدی SABER تولید کردند که توسط آزمایشگاه STFC در آکسفوردشایر ارزیابی شد.
در این سیستم جدید ، آمونیاک به صورت مایع تحت فشار قرار گرفته ، سرد شده و در بالهای هواپیما دقیقاً مانند سوخت امروزی نفت سفید ذخیره می شود. گرما توسط موتور مبدل حرارتی ، آمونیاك را گرم کرده و در راكتور شیمیایی تغذیه می شود كه در آن یك كاتالیزور، مقداری از آمونیاك را به هیدروژن تجزیه می كند. سپس مخلوط آمونیاک / هیدروژن در موتور جت مانند سوخت معمولی می سوزد. همانطور که می دانیم گازهای گلخانه ای عمدتا از نیتروژن و بخار آب تشکیل شده است.
طبق گفته های Reaction Engines ، چگالی انرژی آمونیاک به اندازه کافی زیاد است که هواپیما به تغییرات قابل توجهی نیاز نداشته و موتور در مدت زمان نسبتاً کوتاهی قابل جابجایی باشد.
